Πρόκειται για θολωτή μονόκλιτη βασιλική των χρόνων της Τουρκοκρατίας (κατ’ άλλους του 9ου αι.), που στους μακρούς (βόρειο και νότιο) τοίχους έχει δύο τυφλά τόξα και άλλα δύο εγκάρσια ενισχυτικά (ένα στο Τ. Βήμα και ένα στην έξοδο), τα όποια συγκρατούν την κυλινδρική στέγη, που είναι πλακοσκέπαστη. Μεταγενέστερα έγινε επέκταση της στα δυτικά.
Άγιος Δημήτριος Λουμπαρδιάρης – Η εκκλησία του στο λόφο του Φιλοπάππου
Το 1955 έγινε αναστήλωση και συντήρηση του ναού από τον αρχιτέκτονα Πικιώνη, ο όποιος όμως κόσμησε τους εξωτερικούς τοίχους της εκκλησίας με σχέδια γεωμετρικά, κατασκευασμένα από κεραμικά και κομμάτια μάρμαρο. Τότε, αφού αφαιρέθησαν επιχρίσματα με νεότερες τοιχογραφίες, απεκαλύφθησαν άλλες παλαιότερες μεταβυζαντινές (1735), οι όποιες όμως είναι εφθαρμένες ή φέρουν βανδαλισμούς (εξορύξεις οφθαλμών αγίων). Στα 1987-1992 έγινε καθαρισμός και συντήρηση τους με διαλύματα ειδικών υγρών. Στο χτιστό τέμπλο απεκαλύφθη γραμμένο με βυζαντινά γράμματα το κοντάκιο των εγκαινίων «ΟΥΡΑΝΟΣ ΠΟΛΥΦΩΤΟΣ Η ΕΚΚΛΗΣΙΑ ΑΝΕΔΕΙΧΘΗ ΑΠΑΝΤΑΣ ΦΩΤΑΓΩΓΟΥΣΑ ΤΟΥΣ ΠΙΣΤΟΥΣ, ΕΝ Ω ΕΣΤΩΤΕΣ ΚΡΑΥΓΑΖΟΜΕΝ: ΤΟΥΤΟΝ ΤΟΝ ΟΙΚΟΝ ΣΤΕΡΕΩΣΟΝ, ΚΥΡΙΕ».
Η Αγία Τράπεζα στηρίζεται επάνω σε αρχαίο κιονίσκο, ενώ δύο άλλοι αρχαίοι κιονίσκοι υπάρχουν στο προαύλιο της κυρίας εισόδου: Στον ένα αναγράφεται: ΒΕΡΕΝΙΚΗ-ΙΣΙΔΩΡΟΥ-ΜΗΛΙΣΙΑ-ΜΑΙΝΑΝΔΡΟΥ-ΑΙΘΑΛΙΔΟΥ-ΓΥΝΗ, και στον άλλο: ΠΑ[..]ΑΣ-ΔΗΜΑΡΧΟΥ-ΠΑΛΛΗΝΕΩΣ ΓΥΝΗ.
Ένα από τα πολλά θαύματα του Αγίου είναι και το εξής. Το 1823 μ.Χ. οι Τούρκοι που ήταν αμπαρωμένοι στην Ακρόπολη της Αθήνας ετοίμαζαν τα πυρομαχικά τους για να χτυπήσουν με τα κανόνια τους, τους Έλληνες που βρισκόντουσαν στον ναό του Αγίου Δημητρίου, μα ο Άγιος Δημήτριος έκανε το θαύμα του για να σωθούν οι Χριστιανοί και η πυρίτιδα έσκασε στα χέρια των Τούρκων καταστρέφοντας και τμήμα του μνημείου του Παρθενώνα. Για να θυμούνται αυτό το θαύμα, ο ναός λέγεται από τότε Άγιος Δημήτριος Λουμπαρδιάρης, από την λουμπάρδα δηλαδή το κανόνι των Τούρκων που καταστράφηκε.
